Rancangan Elektronik - Kekuatan kawat untuk sirkuit frekuensi tinggi

(1) Kekuatan kabel untuk sirkuit frekuensi tinggi

Sirkuit frekuensi tinggi cenderung mempunyai integrasi tinggi dan ketepatan kawat tinggi. Penggunaan papan berbilang lapisan tidak hanya diperlukan untuk kawat, tetapi juga cara yang efektif untuk mengurangi gangguan.

Semakin kurang pengendalian utama diantara pins peranti sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik. Kabel utama kabel sirkuit frekuensi tinggi adalah terbaik untuk mengadopsi garis lurus penuh, yang perlu ditukar. Ia boleh ditukar dengan garis patah 45° atau lengkung bulatan. Keperluan ini hanya digunakan untuk meningkatkan kekuatan penyesuaian foil tembaga dalam sirkuit frekuensi rendah, sementara dalam sirkuit frekuensi tinggi, ini dipenuhi. Satu rekwiżit boleh mengurangi emisi luaran dan pasangan antara satu sama lain isyarat frekuensi tinggi.

Semakin pendek petunjuk pin alat sirkuit frekuensi tinggi, semakin baik.

Lebih kurang lapisan utama bagi pin alat sirkuit frekuensi tinggi berganti, lebih baik. Maksud saya, semakin sedikit vias (Via) digunakan dalam proses sambungan komponen, semakin baik. Ia diukur bahawa satu melalui boleh membawa sekitar 0.5pF kapasitasi yang disebarkan, dan mengurangi bilangan vias boleh meningkatkan kelajuan secara signifikan.

Untuk kabel sirkuit frekuensi tinggi, perhatikan perbualan salib yang diperkenalkan oleh garis isyarat dalam laluan selari dekat. Jika distribusi selari tidak dapat dihindari, kawasan besar boleh diatur di sisi bertentangan garis isyarat selari untuk mengurangkan gangguan yang besar. Ia hampir tidak dapat dihindari untuk berjalan secara mengufuk dalam lapisan yang sama, tetapi arah dua lapisan bersebelahan mesti bertentangan satu sama lain.

Sekurang-kurangnya satu kondensator penyahpautan frekuensi tinggi sepatutnya ditetapkan dekat setiap blok sirkuit terintegrasi (IC), dan kondensator penyahpautan sepatutnya sekuat-kurangnya dengan Vcc peranti.

Apabila wayar tanah analog (AGND), wayar tanah digital (DGND), dll. disambung ke wayar tanah awam, penyekitan frekuensi tinggi patut digunakan. Dalam kumpulan sebenar pautan tersedak frekuensi tinggi, bead ferrit frekuensi tinggi dengan wayar di tengah sering digunakan. Ia boleh digunakan sebagai induktor dalam diagram skematik, dan pakej komponen dan kabel ditakrifkan secara terpisah untuk ia dalam perpustakaan komponen PCB. Alih secara manual ke posisi yang sesuai dekat dengan garis dasar umum.

(2) Kaedah reka kompatibilitas elektromagnetik (EMC) dalam PCB

Pilihan bahan asas PCB dan tetapan bilangan lapisan PCB, pemilihan komponen elektronik dan karakteristik elektromagnetik komponen elektronik, bentangan komponen, panjang dan lebar garis sambungan antara komponen, dll. semua hadapi kompatibilitas elektromagnetik PCB. Cip sirkuit terpasang (IC) pada PCB adalah sumber tenaga utama gangguan elektromagnetik (EMI).

1. Peraturan kabel dalam rekaan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) sirkuit digital frekuensi tinggi PCB

Kabel isyarat digital frekuensi tinggi sepatutnya pendek, umumnya lebih kecil dari 2 inci (5cm), dan lebih pendek lebih baik.

Garis isyarat utama terbaik berkoncentrasi di tengah papan PCB.

Sirkuit yang menghasilkan jam sepatutnya berada dekat pusat papan PCB, dan penggemar-keluar jam sepatutnya dihantar dalam rantai daisy atau selari.

Garis kuasa sepatutnya sejauh mungkin dari garis isyarat digital frekuensi tinggi atau dipisahkan oleh garis tanah. Penghapusan bekalan kuasa mestilah inductans rendah (rancangan berbilang saluran). Lapisan kuasa dalam PCB berbilang-lapisan adalah bersebelahan dengan lapisan tanah, yang sama dengan kondensator, yang memainkan peran penapis. Garis kuasa dan garis tanah pada lapisan yang sama sepatutnya hampir mungkin. Foil tembaga disekitar lapisan kuasa patut ditarik semula 20 kali jarak antara dua lapisan pesawat daripada lapisan tanah untuk memastikan sistem mempunyai prestasi EMC yang lebih baik. Pesawat tanah tidak boleh dibahagi. Jika garis isyarat kelajuan tinggi hendak dibahagi melalui pesawat kuasa, beberapa kondensator jambatan impedance rendah patut ditempatkan dekat dengan garis isyarat.

Kawalan yang digunakan untuk terminal input dan output patut cuba untuk menghindari berada disebelah dan selari. Lebih baik menambah wayar tanah antara wayar untuk menghindari sambungan balas balik.

Apabila tebal foli tembaga adalah 50um dan lebar adalah 1-1.5 mm, suhu wayar akan kurang dari 3 darjah Celsius melalui arus 2A. Sejauh mungkin, wayar papan PCB sepatutnya sebanyak mungkin. Untuk sirkuit terintegrasi, terutama wayar isyarat sirkuit digital, biasanya lebar wayar 4mil-12mil digunakan. Kuasa dan wayar tanah lebih baik untuk menggunakan lebar wayar lebih dari 40 juta. Jarak minimum wayar terutama ditentukan oleh perlawanan izolasi dan tekanan pecah antara wayar dalam kes terburuk, biasanya jarak wayar lebih dari 4 mil dipilih. Untuk mengurangkan perbualan salib antara wayar, jarak antara wayar boleh meningkat jika perlu, dan wayar tanah boleh disisipkan sebagai pengasingan antara wayar.

Dalam semua lapisan PCB, isyarat digital hanya boleh dijalurkan dalam bahagian digital papan sirkuit, dan isyarat analog hanya boleh dijalurkan dalam bahagian analog papan sirkuit. Tanah sirkuit frekuensi rendah sepatutnya ditanda secara selari pada titik tunggal sebanyak mungkin. Apabila kabel sebenar adalah sukar, ia boleh disambung sebahagian dalam siri dan kemudian mendarat dalam selari. Untuk menyadari pembahagian bekalan kuasa analog dan digital, kawat tidak boleh menyeberangi ruang antara bekalan kuasa dibahagi. Garis isyarat yang mesti menyeberangi ruang antara bekalan kuasa dibahagi seharusnya ditempatkan pada lapisan kawat yang dekat dengan kawasan besar tanah.

Ada dua masalah elektromagnetik utama disebabkan oleh bekalan kuasa dan tanah dalam PCB, satu ialah bunyi kuasa, dan yang lain ialah bunyi tanah. Menurut saiz semasa papan PCB, cuba memperbesar lebar garis kuasa dan mengurangkan perlawanan loop. Pada masa yang sama, membuat arah garis kuasa dan garis tanah konsisten dengan arah penghantaran data, yang membantu untuk meningkatkan kemampuan anti-bunyi. Pada masa ini, bunyi bekalan kuasa dan pesawat tanah hanya boleh ditetapkan ke nilai lalai melalui pengukuran prototip produk atau kapasitas kapasitas penyahpautan oleh jurutera berpengalaman berdasarkan pengalaman mereka.

2. Peraturan bentangan dalam rekaan kompatibilitas elektromagnetik (EMC) sirkuit digital frekuensi tinggi PCB

Bentangan sirkuit mesti mengurangi gelung semasa, dan pendek sambungan antara komponen frekuensi tinggi sebanyak yang mungkin. Jarak antara komponen yang sensitif tidak sepatutnya terlalu dekat, dan komponen input dan output sepatutnya sejauh mungkin.

Uruskan kedudukan setiap unit sirkuit fungsional mengikut aliran sirkuit, supaya bentangan selesa untuk sirkuit isyarat, dan isyarat disimpan dalam arah yang sama dengan yang mungkin.

Ambil komponen inti setiap sirkuit fungsional sebagai pusat dan berbaring di sekelilingnya. Komponen seharusnya disediakan secara serentak, bersih dan sempit pada PCB, dan sambungan utama antara komponen seharusnya dikurangkan sebanyak mungkin.

PCB dibahagi ke kawasan sirkuit analog yang bebas dan masuk akal dan kawasan sirkuit digital, dan penukar A/D ditempatkan di seluruh sekatan.

Salah satu kaedah konvensional bagi rekaan kompatibilitas elektromagnetik PCB adalah untuk konfigur kapasitor penyahpautan yang sesuai pada setiap bahagian kunci PCB.

(Tiga), analisis integriti isyarat (SI)

Integriti Isyarat (Integriti Isyarat) yang disebut sebagai SI, merujuk kepada kualiti isyarat pada garis isyarat, dan kemampuan isyarat untuk menjawab dengan masa dan tegangan yang betul dalam sirkuit.

Kelajuan penukaran tinggi cip sirkuit terintegrasi (IC) atau peranti logik, bentangan tidak betul bagi komponen penghentian atau kabel tidak betul bagi isyarat kelajuan tinggi boleh menyebabkan seperti refleksi, saling bercakap, overshoot, dan undershoot. Masalah integriti isyarat seperti undershoot) dan bunyi (bunyi) boleh menyebabkan sistem mengeluarkan data yang salah, dan sirkuit mungkin tidak berfungsi dengan betul atau bahkan tidak berfungsi sama sekali.

Integriti isyarat PCB dan rancangan

Dalam rancangan PCB, perancang PCB perlu mengintegrasikan bentangan dan kabel komponen dan mana kaedah penyelesaian masalah SI patut digunakan dalam setiap kes untuk menyelesaikan lebih baik masalah integriti isyarat papan PCB. Dalam beberapa kes, pilihan IC boleh menentukan nombor dan kesukaran masalah SI. Tukar kadar masa atau pinggir merujuk kadar perubahan keadaan IC. Semakin cepat kadar pinggir IC, semakin tinggi kemungkinan masalah SI. Sangat penting untuk mematikan peranti dengan betul.

Kaedah biasa digunakan untuk mengurangi masalah integriti isyarat dalam reka PCB adalah untuk menambah komponen penghentian pada garis penghantaran. Dalam proses penghentian, perlu menimbang keperluan bilangan komponen, kelajuan penggantian isyarat dan konsumsi kuasa sirkuit. Contohnya, tambahan komponen penghentian bermakna perancang PCB mempunyai lebih sedikit ruang untuk kabel, dan akan lebih sukar untuk tambah komponen penghentian dalam tahap kemudian proses bentangan, kerana ruang yang sesuai mesti disimpan untuk komponen baru dan kabel. Oleh itu, pada permulaan bentangan PCB, perlu mencari tahu sama ada komponen penghentian perlu ditempatkan.